水泥混凝土路面裂缝产生原因和防治措施

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1、水泥混凝土路面裂缝产生原因和防治措施　　摘要:裂缝作为混凝土结构常见的病害之一，是影响水泥混凝土路面使用功能及质量安全的重要因素。为此，本文结合工程实例，分析了水泥混凝土路面施工期裂缝产生的原因，并针对性提出了切实有效的裂缝防治措施及早期裂缝的处理方法，以供类似工程借鉴。关键词:混凝土路面；施工期；裂缝处理；防治措施中图分类号：U416.216文献标识码：A文章编号：随着我国社会经济建设的快速发展，政府加大了对城乡交通道路设施的投资力度，道路建设工程数量日益增加。水泥混凝土是建筑工程常用的建筑材料，具有原材料丰富、强度大、施工方便和可塑性好等优点，目前

2、在城乡公路建设等土木工程中有所应用及推广。但由于受到施工质量低、管理不善、温度变化等因素的影响，水泥混凝土结构时常会产生温度裂缝，若没有得到有效的预防及处理，不仅会影响到道路建设工程的施工进度，增加工程的建设成本，而且影响到公路投入使用后综合性能的发挥，因此，建设单位必须清晰认识到混凝土裂缝的危害，通过分析混凝土裂缝产生的原因，采取必要的防治措施及养护措施，最大限度避免混凝土裂缝的产生，从而确保混凝土路面的质量安全。1裂缝产生工程概况8某水泥混凝土一级公路混凝土面板主体于夏季施工，施工后经过一个冬季由面板普查发现部分路段出现网裂及横向贯穿裂缝。网裂路段

3、施工当天风大且温度较高，路面施工后未及时喷洒养护剂且未覆盖塑料薄膜。对路面板进行钻芯，结果显示裂缝多达路面板中心厚度以下或已贯穿至混凝土面板底部。2施工期裂缝产生原因混凝土是一种非均质的复杂多相混合材料，其抗拉强度远低于抗压强度。当混凝土内部拉应力超过其抗拉强度时，将有裂缝产生。混凝土发生开裂的条件是:在约束下变形产生的拉应力超过实时的抗拉强度。施工期间，水泥混凝土由于自身化学作用及温度、湿度作用，施工方法不当等将产生体积变形，进而形成裂缝甚至断板。2.1塑性收缩产生裂缝塑性收缩一般发生在混凝土凝结硬化之前，此时混凝土几乎没有强度或强度很小，受高温或较

4、大风力影响，混凝土表面失水过快，造成毛细管中产生较大的负压而使混凝土体积急剧收缩，而此时混凝土的强度又无法抵抗其自身收缩，即产生塑性收缩裂缝。8研究表明，混凝土中80%的水分要蒸发，约20%的水分是水泥硬化所必需的，多余水分的蒸发便引起混凝土体积的收缩。塑性收缩裂缝多呈中间宽、两端细且长短不一状态。较短的裂缝一般长20～30cm，较长的裂缝可达2～3m，宽1～5mm，形成初期深度较浅，但受降温收缩影响会逐渐向下延伸。2.2温度变化产生裂缝混凝土硬化初期，水泥水化释放出热量，由于混凝土是热的不良导体，散热较慢，使得混凝土内部温度较外部高，有时可达40～6

5、0℃。内外形成温度梯度，产生温度变形和温度应力，内部膨胀和外部收缩相互制约，在外表混凝土中将产生很大拉应力导致混凝土出现裂缝。水泥混凝土受温度影响会产生热胀冷缩变形。网裂路段摊铺结束后施工人员未加塑料薄膜覆盖，由于当时气温高加上水化热作用，(水泥用量在350～550kg/m3时，每立方米混凝土将释放出17500～27500kJ的热量)，混凝土表面的温度高达60～70℃。施工当天最高气温为30℃，取混凝土表面温度为65℃，则温差为－35℃。混凝土路面板温均匀下降时，由温差引起的应力按下式计算:板中:σx=ErαΔTP/(1－μc)板边:σx=－ErαΔT

6、P式中:α为混凝土的线膨胀系数，一般为1×10－5；P为因温差应力作用时间长，考虑徐变影响的应力松驰系数，一般取2/3；ΔT为温度差；μc为混凝土各龄期的泊松比，设为0.15；Er为混凝土各龄期的弹性模量，MPa。8依据上述公式，当混凝土弹性模量Er=2.5×104MPa，ΔT=－35℃时，板中温度应力计算如下:σx=2.5×104×1×10－5×(－35)×2/3/(1－0.15)=－6.86MPa施工结束后混凝土强度未完全形成，取抗压强度为35MPa，抗弯拉强度一般为抗压强度的1/8～1/6，即4.38～5.83MPa。由上述计算可知，在混凝土表面

7、气温骤降35℃时，温度应力已超过其抗弯拉能力，混凝土板块裂缝形成已不可避免。温度变化产生的裂缝走向通常无一定规律，大面积结构裂缝常纵横交错；梁板类长度尺寸较大的结构，裂缝多平行于短边；贯穿性的温度裂缝一般与短边方向平行或接近平行，裂缝沿着长边分段出现，中间较密。2.3基层裂缝反射至面层形成断板基层在施工后由于水分变化易产生不规则干缩裂缝，基层本身具有一定刚度，温度变化时产生收缩应力。基层强度形成的初期阶段(3～20天)，水分蒸发产生的收缩应力达到最大值，其暴露的顶面可达到1.3MPa。若基层施工后有覆盖层，应力可减少约85%，但仍存留0.2MPa。在温

8、度应力的综合作用下，基层顶面产生较大拉应力。2.4施工工艺不当产生裂缝8搅拌时间不够，振捣不密